NAPĘDZANIE WAŁU KORBOWEGO SILNIKA ROZRUSZNIKIEM ELEKTRYCZNYM I PNEUMATYCZNYM

PSZCZÓŁKOWSKI Józef 1 TRAWIŃSKI Grzegorz 2 Tłokowe silniki spalinowe, rozruch, rozrusznik elektryczny, rozrusznik pneumatyczny NAPĘDZANIE WAŁU KORBOWEGO SILNIKA ROZRUSZNIKIEM ELEKTRYCZNYM I PNEUMATYCZNYM Moment oporu silnika nie ma wartości stałej. Wynika to z występowania sił gazowych (przemian ładunku w cylindrach) oraz mas poruszających się ruchem posuwisto-zwrotnym. Scharakteryzowano napędzanie wału korbowego silnika spalinowego przez elektryczny i pneumatyczny układ rozruchowy. Wskazano cechy procesu wynikające ze zmian momentu oporu silnika oraz właściwości źródła energii układu rozruchowego. Porównano stopień nierównomierności prędkości obrotowej wału korbowego silnika napędzanego tymi układami. Przedstawiono wyniki badań napędzania wału korbowego silnika przez elektryczny układ rozruchowy oraz analizę porównawcza napędzania wału korbowego silnika. Omówiono zmiany charakterystyki mocy i parametrów pracy rozrusznika elektrycznego i pneumatycznego pod wpływem zmiany temperatury. ENGINE CRANKSHAFT DRIVING WITH THE HELP OF ELECTRIC AND PNEUMATIC STARTER Piston engine resistance torque has not a constant value. It is because of gaseous forces existing (charge processes) and masses moving forward and backward. The engine crankshaft driving by electric and pneumatic starting unit is characterised. The features of its process are pointed being the consequence of engine resistance torque changes and properties of energy source starting unit. The inequality of engine crankshaft rotational speed driven with the help of these units is compared. The test results of engine crankshaft driving by electric starting unit are presented and the comparative analysis of crankshaft driving with the help of these starting units as well. There is discussed the temperature change influence on power characteristics and operating parameters of electric and pneumatic starter. 1. WSTĘP Rozruch tłokowego silnika spalinowego polega na jego przejściu ze stanu spoczynku do stanu wypełniania funkcji uŝytkowych wytwarzania momentu sił (obrotowego) na 1 Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, -98 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2. Tel.: + 48 22 683 72 6, Fax.: +48 22 683 71 21, E-mail: jpszczolkowski@wat.edu.pl 2 Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, -98 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2. Tel.: + 48 22 683 7 46, Fax.: +48 22 683 71 21, E-mail: gtrawinski@wat.edu.pl

35 Józef PSZCZÓŁKOWSKI, Grzegorz TRAWIŃSKI pokonanie oporów własnych ruchu celem podtrzymania działania i przekazywania momentu do odbiorników zewnętrznych. W praktyce jedyną metodą zainicjowania samoczynnego powtarzania procesów roboczych w cylindrach silnika jest napędzanie jego wału korbowego przez układ rozruchowy. Zadaniem układu rozruchowego jest więc zrównowaŝenie momentu oporów ruchu silnika i nadanie wałowi korbowemu niezbędnej dla jego uruchomienia prędkości obrotowej. Wartość wymaganej dla zaistnienia rozruchu minimalnej prędkości obrotowej wzrasta wraz ze spadkiem temperatury. Dlatego szczególnie wysokie wymagania w zakresie skuteczności działania są stawiane układom rozruchowym w warunkach obniŝonej temperatury otoczenia i silnika. Przyczyny trudności uruchomienia silników, zarówno o zapłonie samoczynnym jak i iskrowym, w niskiej temperaturze otoczenia są analogiczne. Jako konsekwencja zasysania do cylindrów wychłodzonego powietrza zmniejszeniu ulegają wartości parametrów termodynamicznych spręŝanego ładunku powietrza temperatury i ciśnienia (zwłaszcza silniki o ZS). Wskutek obniŝenia temperatury i zwiększenia lepkości paliwa pogorszeniu ulegają charakterystyki jego rozpylenia (dokładność i jednorodność), co oczywiście skutkuje spowolnieniem parowania, tworzenia i zapłonu mieszanki palnej. Drugą przyczyną trudnego rozruchu silników w niskiej temperaturze jest obniŝenie prędkości obrotowej napędzania wału korbowego przez układ rozruchowy. Wynika to z wpływu temperatury na lepkość olejów smarujących. Skutkiem zaś jest zwiększenie momentu oporu silnika. Równocześnie następuje zmniejszenie mocy układu rozruchowego wywołane, w przypadku elektrycznego układu rozruchowego, zwiększeniem rezystancji wewnętrznej i obniŝeniem pojemności uŝytecznej akumulatora kwasowego. Podkreślić naleŝy, Ŝe prędkość obrotowa wału korbowego, zaleŝna od mocy układu rozruchowego i momentu oporu silnika, jest podstawowym czynnikiem wymuszenia dla procesów rozruchu silników. Znanym jest fakt, Ŝe wartości chwilowe rozruchowego momentu oporu silnika i prędkości obrotowej wału korbowego napędzanego przez rozrusznik zmieniają się w dość znacznym zakresie. Powodują one znaczne zmniejszanie wartości prędkości obrotowej w okresach zbliŝania się tłoka do połoŝenia GMP, co niekorzystnie wpływa na parametry termodynamiczne spręŝanego w cylindrze ładunku powietrza i charakterystykę wtryskiwania paliwa. Stopień nierównomierności prędkości chwilowej w fazie wstępnej rozruchu jest zaleŝny od liczby cylindrów silnika i mocy układu rozruchowego, a więc pośrednio od średniej wartości prędkości obrotowej wału korbowego, oraz cech jego działania. Łatwo jest wykazać, Ŝe właściwości rozruchowe silnika spalinowego napędzanego przez rozrusznik zaleŝne są nie tylko od wartości średniej prędkości obrotowej, ale takŝe od dynamiki napędzania wału, a więc od przebiegu zmian chwilowej prędkości obrotowej. Szczególnie istotna jest jej wartość w otoczeniu GMP, a więc w okresie wtryskiwania paliwa, gdyŝ ma to bezpośredni wpływ na charakterystykę jego rozpylenia oraz stan ładunku powietrza. Dlatego charakterystyka procesu napędzania wału korbowego przez układ rozruchowy daje moŝliwość oceny wpływu tego układu, jego właściwości na przebieg rozruchu silnika, a stąd i wykazywane właściwości rozruchowe. Układ rozruchowy elektryczny oraz pneumatyczny naleŝą do najczęściej stosowanych w róŝnych warunkach w silnikach trakcyjnych i stacjonarnych. Podjęto próbę oceny porównawczej cech tych układów i ich wpływu na rozruch silnika wyposaŝonego w dany typ układu. Opis procesu napędzania wału korbowego silnika przez układ rozruchowy wymaga poznania cech obciąŝającego momentu oporu, jak teŝ właściwości układu.

NAPĘDZANIE WAŁU KORBOWEGO SILNIKA ROZRUSZNIKIEM 351 2. CHARAKTERYSTYKA NAPĘDZANIA WAŁU KORBOWEGO SILNIKA Moment oporu silnika nie jest wielkością stałą. Jego zmienność w trakcie jednego cyklu pracy wynika ze spręŝania ładunku w poszczególnych cylindrach i wywieranego przez ciśnienie gazu nacisku na tłok, a stąd i na łoŝyska wału korbowego. Na rys. 1. przedstawiono rozkład sił w mechanizmie korbowym silnika pochodzących od sił gazowych ciśnienia spręŝanego w cylindrze powietrza. Chwilowe połoŝenie tłoka względem GMP w funkcji kąta obrotu wału korbowego moŝna określić zaleŝnością: Rys. 1. Rozkład sił w mechanizmie korbowym ( 1 cosα ) + ( 1 cos β ) x = r l (1) gdzie: α kąt obrotu wału korbowego, β kąt odchylenia korbowodu, r promień wykorbienia wału korbowego, l długość korbowodu. Znając wartość siły gazowej F i wykorzystując zaleŝności geometryczne w mechanizmie korbowym moŝna określić składowe sił i momentu oporu. Zmiany chwilowej wartości momentu oporu determinują podczas rozruchu silnika napędzania jego wału korbowego za pomocą rozrusznika odpowiednie zmiany prędkości obrotowej wału korbowego, niekorzystne dla procesów tworzenia i samozapłonu mieszaniny paliwowo-powietrznej, które zachodzą w okresach zmniejszenia prędkości obrotowej. Stopień nierównomierności prędkości chwilowej (i momentu oporu) jest zaleŝny od wartości składowej stałej i zmiennej momentu oporu, liczby cylindrów silnika i mocy układu rozruchowego. Przebieg chwilowej prędkości obrotowej wału korbowego silnika AD4.236 podczas napędzania za pomocą rozrusznika w niskiej temperaturze otoczenia przedstawiono na rys. 2. n [obr/min] 3 25 2 15 1 5,5 1 1,5 2 2,5 3 t [s] Rys. 2. Przebieg zmian chwilowej prędkości obrotowej wału korbowego silnika AD4.236 w początkowym okresie jego rozruchu w niskiej temperaturze

352 Józef PSZCZÓŁKOWSKI, Grzegorz TRAWIŃSKI Dla przedstawionego na rys. 3 fragmentu powyŝszego przebiegu w zakresie cyklu przemian gazu w jednym cylindrze silnika AD4.236 wartość średnia (w czasie) prędkości obrotowej jest równa ok. 128, obr/min, a średnia arytmetyczna jej wartości maksymalnej i minimalnej 122,3 obr/min. Stopień nierównomierności prędkości obrotowej δ r, definiowany jako stosunek amplitudy prędkości do średniej arytmetycznej jej wartości minimalnej i maksymalnej: n n n + n n max min max min max min δ r = : = (2) 2 2 nmax + nmin jest równy,41. Minimalna wartość prędkości (najwyŝsza wartość momentu oporu) występuje przy połoŝeniu tłoka około 8 stopni przed GMP. Jest oczywiste, Ŝe w zakresie wyŝszych niŝ rozruchowe prędkości obrotowych wału korbowego (zakres prędkości pracy silnika) stopień nierównomierności prędkości i momentu oporu jest znacznie mniejszy. n 2 16 predkość aproksym. n [obr/min] 12 8 4-1 2 5 8 11 14 17 2 kat [ o OWK ] Rys. 3. Fragment przebiegu chwilowej prędkości obrotowej wału korbowego silnika AD4.236 napędzanego przez układ rozruchowy wraz z linią aproksymującą Dla warunków napędzania wału korbowego silnika przez rozrusznik zachodzi nieoczekiwana relacja między momentem bezwładności mas wirujących silnika, a średnią prędkością jego napędzania przez rozrusznik elektryczny. Opis napędzania wału korbowego przez układ rozruchowy moŝe być dokonany za pomocą równania ruchu: M r dω = M s + M z + I (3) dt gdzie: M r moment siły rozrusznika, M s składowa stała momentu oporu silnika, M z składowa zmienna oporu, I moment bezwładności mas wirujących, ω przyśpieszenie kątowe wału korbowego silnika.

NAPĘDZANIE WAŁU KORBOWEGO SILNIKA ROZRUSZNIKIEM 353 Analiza równana (3) pozwala stwierdzić, Ŝe moment bezwładności pełni rolę czynnika stabilizującego obciąŝenie rozrusznika. Jego zwiększenie powoduje zmniejszenie stopnia nierównomierności prędkości obrotowej. Na rys. 4 przedstawiono zaś wartości średnie prędkości obrotowej wału silnika AD4.236 podczas rozruchu w temperaturze 12 o C: 1. brak wał korbowy bez obciąŝników mocowanych do koła zamachowego; 2. stand. do koła zamocowano obciąŝnik standardowy zastępujący masę i moment bezwładności sprzęgła (masa 29,4 kg, moment bezwładności około,6 kg*m 2 ); 3. dodatk. do koła zamachowego mocowano standardowy i dodatkowy obciąŝnik o masie 34 kg, momencie bezwładności około,7 kg*m 2. 14 13 n [obr/min] 12 11 1 brak stand, dodatk. obciąŝnik Rys. 4. Wartości średnie prędkości obrotowej wału korbowego silnika AD4.236 podczas rozruchu w zaleŝności od wielkości momentu bezwładności mas wirujących Interesujące jest, Ŝe od momentu bezwładności mas wirujących zaleŝy wartość średnia prędkości obrotowej wału korbowego, przy czym wzrasta ona wraz ze wzrostem momentu bezwładności. Takie zaleŝności prędkości napędzania wału korbowego wynikają z charakterystycznych, dynamicznych właściwości elektrycznego układu rozruchowego. 3. CECHY ELEKTRYCZNEGO UKŁADU ROZRUCHOWEGO Elektryczny układ rozruchowy składa się z szeregowego lub szeregowo-bocznikowego silnika prądu stałego zasilanego z akumulatora kwasowego. Rozrusznik elektryczny wyposaŝony jest w mechanizm sprzęgający pozwalający na jego połączenie w czasie rozruchu z wałem korbowym silnika za pomocą przekładni zębatej. Przekładnia pozwala na optymalizację wymiarów i masy układu rozruchowego [1]. Schemat elektryczny obwodu rozruchowego silnika przedstawiono na rysunku 5. Na skutek obracania wirnika silnika elektrycznego w uzwojeniach twornika indukuje się siła elektromotoryczna E R, której wartość jest zaleŝna od strumienia magnetycznego Φ wz uzwojenia wzbudzenia, stałej konstrukcyjnej rozrusznika c m oraz prędkości obrotowej n: E R = c Φ n (4) m wz

354 Józef PSZCZÓŁKOWSKI, Grzegorz TRAWIŃSKI Rys. 5. Schemat obwodu szeregowego silnika elektrycznego rozrusznika wg [1] Równowagę napięć w obwodzie rozrusznika moŝna zapisać: E R = E U IR (5) A SZ gdzie: U SZ spadek napięcia na szczotkach, R sumaryczna rezystancja obwodu. Moment obrotowy rozrusznika (moment elektromagnetyczny) powstaje jako wynik oddziaływania pola magnetycznego na przewodnik z prądem i jest równy [2]: 2 2 M = c Φ I = c c I = ci (6) em 1 wz 1 2 gdzie: I natęŝenie płynącego prądu, c 1, c 2, c stałe konstrukcyjne silnika rozrusznika. Moment obrotowy jest funkcją kwadratową natęŝenia prądu, jednak ze względu na nasycenie obwodu magnetycznego rozrusznika, od pewnej wartości natęŝenia jego przebieg ma charakter prawie liniowy. Charakterystyka momentu siły rozrusznika od natęŝenia prądu jest najwaŝniejszą jego charakterystyką i jest korzystna dla rozruchu silnika spalinowego. Moment siły osiąga maksimum w chwili włączenia rozrusznika, gdy zębnik jest w stanie zablokowania i przez rozrusznik płynie prąd zwarcia I z. Pozwala to na szybki wzrost prędkości obrotowej wału korbowego silnika w chwili włączenia rozrusznika. Moc elektromagnetyczna rozrusznika jest iloczynem siły elektromotorycznej indukowanej w uzwojeniach twornika i natęŝenia prądu pobieranego przez silnik: P E 2 ( E U ) I I R = E I = (7) R A SZ Moc na wale rozrusznika P 2 jest mniejsza od jego mocy wewnętrznej P E o straty mechaniczne i magnetyczne, które rosną ze wzrostem prędkości obrotowej wirnika. Charakterystyka P 2 = f(i) przebiega poniŝej charakterystyki P E = f(i) i rozpoczyna się w punkcie określającym prąd biegu jałowego I. Kształtując napięcie zasilania (natęŝenie pobieranego prądu) moŝna w szerokim zakresie zmieniać wartość prędkości i mocy rozrusznika. Wskazuje na to przedstawiany w literaturze i znany zbiór charakterystyk rozrusznika w przypadku jego zasilania akumulatorami o róŝnej pojemności [2].

NAPĘDZANIE WAŁU KORBOWEGO SILNIKA ROZRUSZNIKIEM 355 Charakterystyka mocy rozrusznika w warunkach danego rozruchu silnika nie jest znana, poniewaŝ przy zmiennych wartościach temperatury następuje równieŝ zmiana cech akumulatora kwasowego zasilającego rozrusznik. Opracowano metodę wyznaczania tej charakterystyki wykorzystującą moŝliwość jej przedstawienia za pomocą wielomianu drugiego stopnia na podstawie znanych parametrów napędzania wału korbowego. Na podstawie opracowanej metodyki wyznaczono (rys. 6) rzeczywiste charakterystyki mocy rozrusznika R11g podczas rozruchu silnika AD4.236 w róŝnych temperaturach otoczenia. 4,5 4 3,5 3 ] 2,5 W [k 2 P r 1,5 1,5 3 6 9 12 15 18 I [A] Rys. 6. Przebieg charakterystyk mocy rozrusznika R11g podczas rozruchu silnika AD4.236 w róŝnej temperaturze (wg legendy w [ o C]) W kaŝdej temperaturze rozrusznik pracuje na innej rzeczywistej charakterystyce mocy. Następuje zmiana charakterystyki mocy wraz z obniŝaniem wartości temperatury w kierunku malejących mocy maksymalnych oraz zmniejszania wartości prądu zwarcia. Dla porównania i oceny zmian punktu pracy rozrusznika podczas rozruchu silnika w róŝnych temperaturach konieczne jest ich odniesienie do jednej normowanej charakterystyki mocy. Przyjęto dla niej równieŝ postać krzywej drugiego stopnia i stałe bezwymiarowe wartości normowanych współrzędnych natęŝenia prądu i mocy dla następujących punktów odniesienia: natęŝenie prądu biegu jałowego, prądu zwarcia, mocy maksymalnej. Na charakterystyce normowanej (rys. 7) moŝna zauwaŝyć przemieszczanie punktu pracy wraz z obniŝaniem wartości temperatury w kierunku wzrastających wartości normowanego natęŝenia prądu. W obszarze do 12 o C (przed maksimum natęŝenia prądu) obserwowano nieznaczne zmniejszanie prędkości wału korbowego silnika przy spadku temperatury rozruchu, oraz moŝliwość jego napędzania z ustaloną prędkością obrotową w dostatecznie długim czasie. Po przekroczeniu punktu mocy maksymalnej (w temperaturze 2 o C) prędkość obrotowa wału korbowego wymuszana przez rozrusznik maleje bardzo szybko i nie jest moŝliwe zapewnienie uruchomienia silnika. 15 9 6

356 Józef PSZCZÓŁKOWSKI, Grzegorz TRAWIŃSKI Pn 1,2 1,8,6 Pn -2-12 6 9 15,4,2 2 4 6 8 1 I n Rys. 7. PołoŜenie punktów pracy rozrusznika R11g na charakterystyce normowanej w róŝnych temperaturach pracy (w o C) I n, P n normowane natęŝenie prądu i moc 4. CHARAKTERYSTYKA ROZRUSZNIKÓW PNEUMATYCZNYCH Czynnikiem oddziaływania rozruszników pneumatycznych jest ciśnienie statyczne gazu (powietrza) lub równowaŝne mu ciśnienie dynamiczne. Odpowiednio ciśnienie dynamiczne p d oraz powierzchniowa gęstość mocy strumienia powietrza δ p są równe: 2 3 pd =,5ρ w ; δ p =,5ρw (8) gdzie: ρ gęstość powietrza, w prędkość strumienia powietrza. Układy pneumatyczne wymagają elementów o dość duŝych wymiarach i masach, przede wszystkim zbiorników powietrza i spręŝarek. Dlatego znalazły zastosowanie w przypadku, gdy te czynniki nie stanowią istotnego kryterium efektywności, jak: silniki trakcyjne i stacjonarne duŝych pojemności i mocy (np. silniki pojazdów wojskowych i innych specjalnych, silniki okrętowe), zastosowania specjalne, ze względów bezpieczeństwa przemysł naftowy, kopalnie. Wśród rozruszników pneumatycznych moŝna wyróŝnić następujące rodzaje: rozruszniki pneumatyczne bezwładnościowe, z silnikiem turbinowym oraz ciśnienia statycznego. Rozrusznik pneumatyczny bezwładnościowy działa podobnie jak ręczny, bądź elektryczny. Koło zamachowe o duŝym momencie bezwładności jest napędzane spręŝonym powietrzem kierowanym na umieszczone na nim łopatki i łączone za pomocą sprzęgła z wałem korbowym po osiągnięciu odpowiedniej prędkości obrotowej. Rozruszniki z silnikiem turbinowym mają budowę i działanie podobne jak typowe rozruszniki elektryczne. Występuje tu przekładnia i element sprzęgający rozrusznik z silnikiem, a miejsce silnika elektrycznego zajmuje napęd turbinowy. Rozruszniki tego typu są stosowane do uruchamiania silników o bardzo szerokim przedziale pojemności i mocy, np. rozruszniki firmy TDI TechDevelopment od 6 do 3 dm 3 [3].

NAPĘDZANIE WAŁU KORBOWEGO SILNIKA ROZRUSZNIKIEM 357 Podstawowymi charakterystykami tego typu rozruszników, podobnie jak rozruszników elektrycznych są: zaleŝność momentu siły i mocy od prędkości obrotowej turbiny. Charakter tych zaleŝności moŝna określić rozpatrując w uproszczeniu wycinek łopatki turbiny o powierzchni S poruszający się z prędkością liniową v i poddany działaniu strumienia powietrza o prędkości w i kierunku równoległym do osi obrotu rys. 8. Rys. 8. Schemat wycinka łopatki turbiny poddanego działaniu strumienia powietrza W przypadku ruchu łopatki z prędkością v naleŝy rozpatrywać prędkość względną strumienia gazu w względem niej jako czynnik wymuszający, tj. sumę wektorową prędkości strumienia i łopatki turbiny. Łatwo zauwaŝyć, Ŝe moment napędowy nie jest wytwarzany jeŝeli kąt β = π / 2 α, tj. strumień gazu przepływa stycznie do powierzchni. Wówczas prędkość graniczna: v = vgr = w ctgα. Wartość wytworzonego momentu napędowego na powierzchni S jest równa: 2 v M,5k ar w S sinα 1 v = gr ρ (9) gdzie: k a współczynnik aerodynamiczny łopatki uwzględniający jej kształt i związaną z nim sprawność zamiany energii strumienia gazu na energię turbiny, r promień łopatki, α kąt między kierunkiem strumienia powietrza a prostopadłą do rozpatrywanego wycinka łopatki turbiny. Z wyraŝenia (11) (po zastąpieniu v prędkością obrotową n) wynika, Ŝe moment napędowy turbiny jest liniowo zaleŝny od jej prędkości obrotowej i osiąga wartość największą w stanie zablokowania rozrusznika (podobnie jest w przypadku rozrusznika elektrycznego). Moc rozrusznika otrzymamy po pomnoŝeniu jego momentu napędowego przez prędkość kątową charakterystyka mocy jest więc funkcją kwadratową prędkości obrotowej turbiny. Dla róŝnych wartości ciśnienia powietrza zasilającego rozrusznik moŝemy odpowiednio otrzymać rodzinę jego charakterystyk momentu napędowego i mocy. Porównanie i analiza tych charakterystyk dla rozrusznika elektrycznego [2] oraz rozrusznika pneumatycznego [3] wykazuje wprost ich znaczne podobieństwo. Wskazuje to więc, Ŝe dynamika napędzania wału korbowego silnika za pomocą tego typu rozruszników

358 Józef PSZCZÓŁKOWSKI, Grzegorz TRAWIŃSKI jest analogiczna. Podatność pneumatycznego układu rozruchowego na zmianę temperatury otoczenia (i gazu w zbiorniku) jest nieco inna niŝ układu elektrycznego. JeŜeli ładowanie zbiornika nastąpiło przed obniŝeniem temperatury, gaz podlega przemianie izochorycznej i rozrusznik zasilany jest niŝszym ciśnieniem w przypadku, gdy nie stosuje się zaworu redukcyjnego ciśnienia. W przypadku stosowania zaworu redukcyjnego nie następuje zmiana ciśnienia, lecz zmniejszenie pojemności zgromadzonego w zbiorniku gazu. JeŜeli ładowanie następuje po obniŝeniu temperatury, to skutki tego obniŝenia nie występują. Zatem w układzie pneumatycznym nie występuje zjawisko trwałego obniŝenia pojemności, jak to ma miejsce w przypadku akumulatora kwasowego przy obniŝeniu jego temperatury. Układ rozruchowy spręŝonym powietrzem jest układem o statycznym oddziaływaniu ciśnienia gazu. Jest takŝe stosowany w silnikach o ZS o duŝych pojemnościach średnicach tłoka powyŝej 15 18 mm. W silnikach wojskowych pojazdów specjalnych (czołgi, transportery opancerzone) stosuje się zazwyczaj dwa niezaleŝne układy rozruchowe: elektryczny i powietrzny. SpręŜone powietrze jest doprowadzone do przestrzeni nadtłokowej kolejnych cylindrów w suwie rozpręŝania i napędza wał korbowy. Przewód łączący silnik z butlą powietrza jest zaopatrzony w zawór rozruchowy, za pomocą którego otwiera się dopływ spręŝonego powietrza do rozdzielacza i zaworów rozruchowych na głowicy silnika. Silnik wielocylindrowy powinien dać się uruchomić w ten sposób z kaŝdego połoŝenia wału korbowego. JeŜeli przedział kątowy doprowadzania powietrza moŝe być równy około 12 o, to warunek ten moŝe spełnić silnik 6-cio cylindrowy. Układ rozruchowy spręŝonym powietrzem podlega podobnemu oddziaływaniu obniŝonej temperatury, jak rozrusznik z silnikiem turbinowym. Pod tym względem ma więc równieŝ korzystniejsze właściwości niŝ elektryczny układ rozruchowy. JednakŜe podczas napędzania wału korbowego silnika naleŝy w tym przypadku oczekiwać negatywnych oddziaływań powietrza rozruchowego na przebieg napędzania wału korbowego silnika oraz proces rozruchu: dodatkowe obciąŝenie tłoków i łoŝysk siłami gazowymi zwiększenie momentu oporu, wychłodzenie komory spalania przez rozpręŝające się powietrze rozruchowe, zmniejszenie momentu napędowego w okresie osiągania połoŝenia GMP przez tłok cylindra, w którym realizowany jest suw spręŝania. 5. WNIOSKI Ze względu na cykliczność procesów roboczych silnika tłokowego, zwłaszcza spręŝania ładunku powietrza w cylindrach, jego moment oporu oraz prędkość obrotowa wału korbowego podczas rozruchu (napędzania przez układ rozruchowy) charakteryzuje duŝy stopień zmienności. Dynamika napędzania wału wynika równieŝ z cech dynamicznych układu rozruchowego i ma wpływ na łatwość uruchomienia silnika (zwłaszcza o ZS). Układy rozruchowe elektryczny i pneumatyczny, w szczególności z napędem turbinowym, cechuje znaczne podobieństwo właściwości dynamicznych, a róŝni podatność na zmiany warunków działania powodowanych zmiennością temperatury otoczenia i układu. 6. BIBLIOGRAFIA [1] Pijanowski B.: Rozrusznik, Warszawa, WKŁ, 1993. [2] Pomykalski Z.: Elektrotechnika samochodowa, Warszawa PWN, 1983. [3] http://www.tdi-turbotwin.com/